专利名称：一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方法
技术领域：
本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方法。
背景技术：
电化学燃料电池是一种能够将氢及氧化剂转化成电能及反应产物的装置。该装置的内部核心部件是膜电极(Membrane Electrode Assembly,简称MEA)， 膜电极(MEA)由一张质子交换膜、膜两面夹两张多孔性的可导电的材料，如 碳纸组成。在膜与碳纸的两边界面上含有均匀细小分散的引发电化学反应的催 化剂，如金属铂催化剂。膜电极两边可用导电物体将发生电化学发应过程中生 成的电子，通过外电路引出，构成电流回路。在膜电极的阳极端，燃料可以通过渗透穿过多孔性扩散材料(碳纸)，并 在催化剂表面上发生电化学反应，失去电子，形成正离子，正离子可通过迁移 穿过质子交换膜，到达膜电极的另一端阴极端。在膜电极的阴极端，含有氧化 剂(如氧气)的气体，如空气，通过渗透穿过多孔性扩散材料(碳纸)，并在 催化剂表面上发生电化学反应得到电子，形成负离子。在阴极端形成的阴离子 与阳极端迁移过来的正离子发生反应，形成反应产物。在采用氢气为燃料，含有氧气的空气为氧化剂(或纯氧为氧化剂)的质子 交换膜燃料电池中，燃料氢气在阳极区的催化电化学反应就产生了氢正离子 (或叫质子)。质子交换膜帮助氢正离子从阳极区迁移到阴极区。除此之外， 质子交换膜将含氢气燃料的气流与含氧的气流分隔开来，使它们不会相互混合 而产生爆发式反应。在阴极区，氧气在催化剂表面上得到电子，形成负离子，并与阳极区迁移 过来的氢正离子反应，生成反应产物水。在采用氢气、空气(氧气)的质子交 换膜燃料电池中，阳极反应与阴极反应可以用以下方程式表达
阳极反应H2—2H++2e 阴极反应l/202+2H++2e—H20在典型的质子交换膜燃料电池中，膜电极(MEA) —般均放在两块导电的 极板中间，每块导流极板与膜电极接触的表面通过压铸、冲压或机械铣刻，形 成至少一条以上的导流槽。这些导流极板可以上金属材料的极板，也可以是石 墨材料的极板。这些导流极板上的流体孔道与导流槽分别将燃料和氧化剂导入 膜电极两边的阳极区与阴极区。在一个质子交换膜燃料电池单电池的构造中， 只存在一个膜电极，膜电极两边分别是阳极燃料的导流板与阴极氧化剂的导流 板。这些导流板既作为电流集流板，也作为膜电极两边的机械支撑，导流板上 的导流槽又作为燃料与氧化剂进入阳极、阴极表面的通道，并作为带走燃料电 池运行过程中生成的水的通道。为了增大整个质子交换膜燃料电池的总功率，两个或两个以上的单电池通 常可通过直叠的方式串联成电池组或通过平铺的方式联成电池组。在直叠、串 联式的电池组中， 一块极板的两面都可以有导流槽，其中一面可以作为一个膜 电极的阳极导流面，而另一面又可作为另一个相邻膜电极的阴极导流面，这种 极板叫做双极板。 一连串的单电池通过一定方式连在一起而组成一个电池组。 电池组通常通过前端板、后端板及拉杆紧固在一起成为一体。一个典型电池组通常包括(1)燃料及氧化剂气体的导流进口和导流通 道，将燃料(如氢气、甲醇或甲醇、天然气、汽油经重整后得到的富氢气体) 和氧化剂(主要是氧气或空气)均匀地分布到各个阳极、阴极面的导流槽中；(2)冷却流体(如水)的进出口与导流通道，将冷却流体均匀分布到各个电 池组内冷却通道中，将燃料电池内氢、氧电化学放热反应生成的热吸收并带出 电池组进行散热；(3)燃料与氧化剂气体的出口与相应的导流通道，燃料气 体与氧化剂气体在排出时，可携带出燃料电池中生成的液、汽态的水。通常， 将所有燃料、氧化剂、冷却流体的进出口都开在燃料电池组的一个端板上或两 个端板上。质子交换膜燃料电池可用作车、船等运载工具的动力系统，又可用作移动 式、固定式的发电装置。质子交换膜燃料电池用作车、船动力系统或移动式和固定式发电站时，必 须包括电池堆、燃料氢气供应系统、空气供应子系统、冷却散热子系统、自动 控制及电能输出各个部分。图1为目前典型的燃料电池发电系统，在图l中l为燃料电池堆，2为储 氢瓶或其他储氢装置，3为减压阀，4为空气过滤装置，5为空气压缩装置，6 为氢气水一汽分离器，6'为空气水一汽分离器，7为水箱，8为冷却水循环泵， 9为冷却水散热器，IO为氢循环泵，ll为氢气增湿装置，12为空气增湿装置。目前典型的燃料电池发电系统中，噪声部件主要为空气输送装置， 一般情 况下，空气输送装置是不采用降噪措施的，而普通空气输送装置如特平式、容 积式等空气压縮机噪声都很大。因此，当该燃料电池发电系统作为发动机驱动 汽车运行时，这些噪声部件产生的噪声与震动均比较大，从而降低了乘客乘坐 的舒适性。发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低燃 料电池空气输送装置噪音的方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现 一种降低燃料电池空气输送 装置噪音的方法，其特征在于，该方法是将燃料电池用的空气输送装置采用与 该空气输送装置体积形状相匹配外壳进行封装，该外壳与空气输送装置间有 0.1 5cm的空间，在该空间中填充防噪、吸音或隔音材料；所述的空气输送装 置设有一个空气吸入口，该吸入口通过包有隔音材料的管道与空气过滤器相 连，还设有一个空气吐出口，该吐出口通过包有隔音材料的管道与燃料电池发 动机相连。所述的空气输送装置还设有冷却流体进出管道。所述的外壳依空气输送装置的形状大小设计，其横截面形状包括方形或圆形。所述的隔噪、吸音或隔音材料包括软木、聚氨脂泡沫或海绵材料。 所述的隔噪、吸音或隔音材料为环保和阻燃材料。 所述的空气输送装置包括空气鼓风机、空气压缩机。与现有技术相比，本发明采用防噪、吸音或隔音材料封装燃料电池发电系
统的主要噪声部件空气输送装置，降低了噪声部件引起的震动和噪音，而且这 种封装设计与空气输送装置大小形状相近，节省空间，易于安装；当该燃料电 池发电系统作为发动机驱动汽车运行时，可大大提高乘客乘坐的舒适性。
图1为现有燃料电池的结构示意图；图2为本发明的降低燃料电池空气输送装置噪音的方法发动机的结构示意图；图3为本发明的实施例2的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步说明。 实施例1如图2并结合图1所示， 一种1 200KW的降低燃料电池空气输送装置噪 音的方法，该方法是将燃料电池用的空气输送装置5采用与该空气输送装置体 积形状相匹配圆形外壳51进行封装，该外壳与空气输送装置间有0.1cm的空间， 在该空间中填充防噪、吸音或隔音材料；所述的空气输送装置5设有一个空气 吸入口 52，该吸入口通过包有隔音材料54的管道与空气过滤器相连，还设有 一个空气吐出口 53，该吐出口通过包有隔音材料54的管道与燃料电池发动机 相连；所述的空气输送装置还设有冷却流体进出管道。实施例2如图3并结合图1所示， 一种1 200KW的降低燃料电池空气输送装置噪 音的方法，该方法是将燃料电池用的空气输送装置5采用与该空气输送装置体 积形状相匹配方形外壳51进行封装，该外壳与空气输送装置间有5cm的空间， 在该空间中填充防噪、吸音或隔音材料；所述的空气输送装置5设有一个空气 吸入口 52，该吸入口通过(包有隔音材料54的)管道与空气过滤器相连，还 设有一个空气吐出口 53，该吐出口通过(包有隔音材料54的)管道与燃料电 池发动机相连，所述的空气输送装置还设有冷却流体进出管道。
权利要求
1.一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方法，其特征在于，该方法是将燃料电池用的空气输送装置采用与该空气输送装置体积形状相匹配外壳进行封装，该外壳与空气输送装置间有0.1～5cm的空间，在该空间中填充防噪、吸音或隔音材料；所述的空气输送装置设有一个空气吸入口，该吸入口通过包有隔音材料的管道与空气过滤器相连，还设有一个空气吐出口，该吐出口通过包有隔音材料的管道与燃料电池发动机相连。
2. 根据权利要求1所述的一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方法， 其特征在于，所述的空气输送装置还设有冷却流体进出管道。
3. 根据权利要求1所述的一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方法， 其特征在于，所述的外壳依空气输送装置的形状大小设计，其横截面形状包括 方形或圆形。
4. 根据权利要求1所述的一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方法， 其特征在于，所述的隔噪、吸音或隔音材料包括软木、聚氨脂泡沫或海绵材料。
5. 根据权利要求1或3所述的一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方 法，其特征在于，所述的隔噪、吸音或隔音材料为环保和阻燃材料。
6. 根据权利要求1所述的一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方法， 其特征在于，所述的空气输送装置包括空气鼓风机、空气压缩机。
全文摘要
本发明涉及一种降低燃料电池空气输送装置噪音的方法，该方法是将燃料电池用的空气输送装置采用与该空气输送装置体积形状相匹配外壳进行封装，该外壳与空气输送装置间有0.1～5cm的空间，在该空间中填充防噪、吸音或隔音材料；所述的空气输送装置设有一个空气吸入口，该吸入口通过包有隔音材料的管道与空气过滤器相连，还设有一个空气吐出口，该吐出口通过包有隔音材料的管道与燃料电池发动机相连。与现有技术相比，本发明采用防噪、吸音或隔音材料封装燃料电池发电系统的主要噪声部件，降低了噪声部件引起的震动和噪音，当该燃料电池发电系统作为发动机驱动汽车运行时，可大大提高乘客乘坐的舒适性。
文档编号H01M8/04GK101165954SQ20061011725
公开日2008年4月23日 申请日期2006年10月18日 优先权日2006年10月18日
发明者波 章, 胡里清 申请人:上海神力科技有限公司